燕山大学机械学院：《数控技术》课程电子教案（PPT教学课件）第五章 位置检测装置

转子各有一对磁极,假设加到定子绕组的励磁 电压为,则转子通过电磁耦合,产生感应电压 当转子转到使它的磁轴和定子绕组磁轴垂直时 转子绕组感应电压;当转子绕组的磁轴自垂直 位置转过一定角度时,转子绕组中产生的感应 电压为 V2=rising=kvm sin at sing 式中K变压比(即绕组匝数比); V—励磁信号的幅值: m O一励磁信号角频率; O—旋转变压器转角 当转子转过90,两磁轴平行,此时转子绕 组中感应电压最大,即 Vo=Ky sinat

如图5-1所示，单极型旋转变压器的定子和 转子各有一对磁极，假设加到定子绕组的励磁 电压为，则转子通过电磁耦合，产生感应电压。 当转子转到使它的磁轴和定子绕组磁轴垂直时 转子绕组感应电压；当转子绕组的磁轴自垂直 位置转过一定角度时，转子绕组中产生的感应 电压为 式中 K—变压比（即绕组匝数比）； Vm—励磁信号的幅值； ω —励磁信号角频率； —旋转变压器转角。 当转子转过900，两磁轴平行，此时转子绕 组中感应电压最大，即 V2 = KV1 sin = KVm sintsin  V KVm sint 2 = 

Vi=V sino Vm sinat v,=v sina 图5-1旋转变压器工作原理

V Vm sint V1 =Vm sint 1 = V Vm sint 1 = 图5-1 旋转变压器工作原理

实际使用时通常采用多极形式,如正余弦 旋转变压器,其定子和转子均由两个匝数相等, 轴线相互垂直的绕组构成,如图5-2所示。一个 转子绕组接高阻抗作为补偿,另一个转子绕组 作为输出,应用叠加原理,其磁通为 Φ2=ΦSin6+Φ。cos日 转子输出电压则为 Vo=KW. Sine+ kv cose

实际使用时通常采用多极形式，如正余弦 旋转变压器，其定子和转子均由两个匝数相等， 轴线相互垂直的绕组构成，如图5-2所示。一个 转子绕组接高阻抗作为补偿，另一个转子绕组 作为输出，应用叠加原理，其磁通为 转子输出电压则为 V2 = KVs sin + KVc cos 2 ＝s sin + c cos

定 0 ①①cos0 op sine 转 eA 图5-2正余弦旋转变压器工作原理

Vs 定子 Φc Vc Φs θ Φc Φc cosθ Φs sinθ 转子 θ θ Φs 图5-2 正余弦旋转变压器工作原理

、应用 旋转变压器作为位置检测装置,有两种典型工作方式 鉴相式和鉴幅式。鉴相式是根据感应输出电压的相位来检 测位移量;鉴幅式是根据感应输岀电压的幅值来检测位移 量 鉴相工作方式 给定子两绕组分别通以幅值相同、频率相同、相位差 90的交流励磁电压,即 V=v sin ot Vm cost 这两个励磁电压在转子绕组中都产生了感应电压,如图 5-2所示,根据线性叠加原理,转子中的感应电压应为这 两个电压的代数和: V=ky sine+ kv cose Ky sin ot sine+ kv. cos ot cose (5-1)=KVm coS(at-0)

二、应用 旋转变压器作为位置检测装置，有两种典型工作方式， 鉴相式和鉴幅式。鉴相式是根据感应输出电压的相位来检 测位移量；鉴幅式是根据感应输出电压的幅值来检测位移 量。 1 . 鉴相工作方式 给定子两绕组分别通以幅值相同、频率相同、相位差 900的交流励磁电压，即 这两个励磁电压在转子绕组中都产生了感应电压，如图 5-2所示，根据线性叠加原理，转子中的感应电压应为这 两个电压的代数和： (5-1) V2 = KVs sin + KVc cos cos( ) sin sin cos cos       = − = + KV t KV t KV t m m m V V t V V t c m s m   cos sin = =